FullBookPengembanganSumberDayaAir

Bab 4 Kebutuhan Air (Water Demand) 35 penghidupan untuk pertanian dan perikanan, serta prasarana transportasi yang murah dan handal. Air merupakan sumber daya terbarukan, meskipun penyediaan air bersih terus berkurang. Permintaan terhadap air saat ini telah melebihi ketersediaan air, di mana populasi penduduk terus mengalami peningkatan. Kondisi demikian tentunya berbanding lurus dengan peningkatan permintaan terhadap air baik untuk air bersih, air minum maupun air untuk pemenuhan kebutuhan lainnya. Perhatian terhadap kepentingan global dalam mempertahankan air untuk pelayanan ekosistem telah bermunculan, terutama sejak dunia telah kehilangan lebih dari setengah lahan basah bersama dengan nilai pelayanan ekosistemnya. Ekosistem air tawar yang tinggi biodiversitasnya saat ini terus berkurang lebih cepat dibandingkan dengan ekosistem laut maupun darat. Salah satunya adalah Daerah Istimewa Yogyakarta yang saat ini mengalami perkembangan aktivitas yang semakin padat. Pertumbuhan kawasan-kawasan terbangun dan berkurangnya kawasan konservasi, serta perubahan tata guna lahan dari pertanian menjadi lahan-lahan non pertanian menjadikan kebutuhan air semakin meningkat, sedangkan kawasan recharge air semakin menurun jumlahnya. Penanganan permasalahan sektor sumber daya air ke depan apabila tidak segera dilakukan dapat berdampak pada terganggunya aktivitas dan kesejahteraan manusia, sehingga ke depan memerlukan penanganan yang komprehensif. Pertambahan jumlah penduduk di dalam suatu wilayah memberikan pengaruh signifikan terhadap peningkatan aktivitas penduduk. Dalam hal ini penduduk ke depan semakin membutuhkan penyediaan sarana dan prasarana yang memadai, salah satunya adalah penyediaan air. Penyediaan air merupakan salah satu bentuk kegiatan pemanfaatan sumber daya air untuk memenuhi kebutuhan penduduk. Namun kegiatan tersebut tidak hanya berhenti pada upaya melakukan pemanfaatan air yang lebih cenderung pada kegiatan eksploitasi air, namun juga diperlukan kegiatan pengelolaan air yang lebih mengarah pada menjaga ketersediaan air dari sisi kuantitas maupun kualitas. Pertambahan penduduk dan peningkatan pola hidup ternyata berbanding terbalik dengan upaya pelestarian sumber daya air, sehingga diperlukan pengaturan dan penggunaan air secara hemat.

36 Pengembangan Sumber Daya Air Pengelolaan air dan sumber daya air yang semakin kompleks hanya dapat dilakukan oleh tenaga profesional. Permasalahan penurunan fungsi hidrologis, bencana alam banjir, peningkatan kebutuhan air, penggunaan air yang cenderung boros, dan pengaturan dan penggunaan air dan sumber air yang masih semrawut membutuhkan pengelolaan air dan sumber daya air secara efisien dan efektif yang membutuhkan tenaga profesional dalam jumlah yang cukup. Potensi SDA Indonesia 2.530 milyar m3 dan hanya dapat dimanfaatkan sekitar 1 % yang terdiri dari 0.76 % untuk irigasi, 0.135 % untuk keperluan domestik, dan 0.115 % untuk industri. Efisiensi pemakaian air untuk irigasi sangat rendah yaitu lebih kurang 30% sedangkan 25 % dari air yang dimanfaatkan terbuang percuma. Selama PJPT I Pemerintah telah mengembangkan penyediaan air baku untuk rumah tangga dan industri sebesar 95 m3/detik, dan mengembangkan daerah irigasi teknis seluar 4 juta hektar serta menyediakan energi listrik tenaga air sebesar 2200 Megawatt yang mencukupi 25 % dari kebutuhan tenaga listrik nasional. Potensi air total Indonesia sebesar 5.31 Triliun m3. Potensi air terbesar di Irian Jaya yang kemudian disusul pulau Kalimantan. Sedangkan potensi air terkecil terdapat di pulau Bali dan kepulauan Nusa Tenggara. Potensi air pada masingmasing daerah tersebut merupakan dasar kebijakan pengembangan dan pembangunan daerah. Di samping sebaran potensi air tahunan juga harus diperhitungkan sebaran potensi air sesuai waktu. Tabel 4.1: Sebaran Potensi Air Tahunan (Saihul Anwar,2009) Pulau Luas Pulau (km2 ) Curah Hujan (mm/tahun) Potensi Air (juta m3 /tahun) Kebutuhan Air (juta m3 /tahun Sumatera 477,379 2,801 1,337,139 11,899 Jawa 121,304 2,555 309,932 22,383 Bali dan Nusa Tenggara 87,939 1,695 149,057 3,301 Kalimantan 534,847 2,956 1,581,008 3,724 Sulawesi 190,375 2,156 410,449 5,414 Maluku 85,351 2,218 189,309 258 Irian Jaya 413,949 3,224 1,334,572 290 Jumlah 5,311,463 47,269

Bab 4 Kebutuhan Air (Water Demand) 37 Jumlah volume waduk Indonesia (H>15 m) sebesar 9,489,716,000 m3 yang secara teoritis hanya dapat mengairi lahan sawah seluas 948,972 hektar. Apabila kebutuhan air untuk satu kali musim tanam per hektar sebesar 10,000 m3 maka kebutuhan air irigasi per tahun Indonesia adalah sebesar 47,269,000,000 milyar m3. 4.3 Perhitungan Ketersediaan Air Ketersediaan air permukaan di wilayah sungai ini dihitung berdasarkan data debit aliran sungai pada pos duga air yang terukur di lapangan, Data debit aliran sungai yang digunakan hanya data yang telah dipublikasikan secara resmi dalam Buku Publikasi Pusat Litbang Sumber Daya Air, Badan Litbang Pekerjaan Umum, Kementerian Pekerjaan Umum. Untuk setiap wilayah sungai di Indonesia dihitung nilai ketersediaan air permukaan, yang dinyatakan sebagai tinggi aliran bulanan rata-rata, dan andalan Q80%, sehingga dengan mengalikan tinggi aliran dengan luas daerah tangkapan airnya, pada titik lokasi mana pun juga di Indonesia, dapat diperkirakan jumlah ketersediaan airnya. Data yang digunakan untuk perhitungan ketersediaan air permukaan pada wilayah sungai di Indonesia ini adalah: 1. Data spasial, yang menyatakan lokasi dan batas, berupa: a. Lokasi pos duga air, berdasarkan sumber data dari Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air b. Batas wilayah sungai, berdasarkan Keppres 12/2012 tentang Pembagian Wilayah Sungai c. Batas administrasi provinsi dan kabupaten. 2) Data runtun-waktu (time-series), berupa debit aliran sungai rata-rata bulanan pada pos duga air. 2. Metode Perhitungan Untuk memperoleh ketersediaan air permukaan di wilayah sungai, yang digunakan adalah dengan dasar debit aliran sungai yang diukur pada pos duga air, dikonversikan menjadi nilai ketersediaan wilayah sungai, melalui rangkaian prosedur sebagai berikut:

38 Pengembangan Sumber Daya Air a. Pengumpulan dan penyaringan data debit aliran sungai bulanan • -. Pengumpulan data debit aliran sungai harian dan bulanan • Data debit harian digabung (agregasi) menjadi debit rata-rata bulanan, dan disusun dalam pangkalan data berbasis MsExcel b. Data debit aliran sungai bulanan digambarkan grafiknya menurut waktu (time series plot), dan diperiksa jika grafik menunjukkan kejanggalan ekstrem terlalu tinggi atau terlalu rendah, maka data yang bersangkutan dianggap kosong dan jika banyak terjadi kejanggalan maka pos duga air yang bersangkutan tidak digunakan. c. Perhitungan debit rata-rata dan debit andalan Q80% pada pos duga air • Rata-rata dan Q80% dari seluruh data pada setiap pos duga air. Dari seluruh data debit aliran sungai pada masing-masing pos duga air, dihitung nilai rata-rata keseluruhan; debit andalan Q80%, dari kurva durasi (WMO, 2008b) dari seluruh debit aliran sungai bulanan pada pos duga air yang bersangkutan. Perhitungan dilakukan untuk debit aliran sungai dalam satuan m3 /detik dan juta m3 /tahun, serta tinggi aliran dalam mm/hari. Penyaringan dilakukan terhadap debit aliran sungai dengan tinggi aliran yang tidak wajar, yaitu jika melampaui tinggi curah hujan pada daerah tangkapan air yang bersangkutan, atau data yang memiliki tinggi aliran kurang dari 1 mm/hari. • Rata-rata dan Q80% untuk setiap bulan pada setiap pos duga air. Untuk setiap bulan pada masing-masing pos duga air, dihitung nilai rata-rata tiap bulan; debit andalan Q80 dari kurva durasi tiap bulan pada pos duga air yang bersangkutan. Perhitungan dilakukan untuk debit aliran sungai dalam satuan m3 /detik dan juta m3 /tahun, serta tinggi aliran dalam mm/hari.

Bab 4 Kebutuhan Air (Water Demand) 39 3. Perhitungan debit rata-rata dan debit andalan Q80% pada Daerah Aliran Sungai a. Tinggi aliran Daerah Aliran Sungai (DAS) dihitung berdasarkan tinggi aliran pos duga air yang berada di dalam DAS yang bersangkutan, dengan bobot berbanding lurus dengan luas daerah tangkapan air masing-masing pos duga air tersebut. b. Jika di dalam suatu DAS tidak terdapat pos duga air, maka tinggi aliran DAS dianggap sama dengan tinggi aliran DAS tetangga terdekat, dengan mempertimbangkan kondisi hidrologis. 4. Perhitungan debit rata-rata dan debit andalan Q80% pada Wilayah Sungai a. Tinggi aliran Wilayah Sungai dihitung berdasarkan tinggi aliran DAS atau pos duga air yang berada di dalam Wilayah Sungai yang bersangkutan, dengan bobot berbanding lurus dengan luas DAS atau luas daerah tangkapan air masing-masing pos duga air tersebut. b. Jika di dalam suatu Wilayah Sungai tidak terdapat pos duga air, maka tinggi aliran Wilayah Sungai dianggap sama dengan tinggi aliran Wilayah Sungai terdekat, dengan mempertimbangkan kondisi hidrologis. 4.4 Perhitungan Kebutuhan Air Kebutuhan air yang dihitung meliputi kebutuhan air rumah-tangga, perkotaan dan industri (RKI), irigasi, dan kebutuhan air untuk aliran pemeliharaan sungai. Kebutuhan Air Rumah Tangga, Perkotaan, dan Industri Besarnya nilai kebutuhan air bersih untuk rumah tangga tergantung dari kategori kota berdasarkan jumlah penduduk yang dinyatakan dalam satuan Liter/Orang/Hari (L/O/H) sebagaimana pada tabel 4.2 berikut:

40 Pengembangan Sumber Daya Air Tabel 4.2: Kebutuhan Air Rumah-Tangga (Ditjen Cipta Karya, 2006) No Kategori Kota Jumlah Penduduk (Jiwa) Kebutuhan Air Bersih (L/O/H) 1 Semi Urban (Ibu Kota Kecamatan/Desa) 3.000 – 20.000 60 - 90 2 Kota Kecil 20.000 – 100.000 90 - 110 3 Kota Sedang 100.000 – 500.000 110 - 125 4 Kota Besar 500.000 – 1.000.000 125 - 150 5 Metropolitan >1.000.000 150 - 200 Kebutuhan air perkotaan mencakup aspek komersial dan sosial seperti: toko, gudang, bengkel, sekolah, rumah sakit, hotel dan sebagainya yang diasumsikan antara 15% sampai dengan 30% dari total air pemakaian air bersih rumah tangga. Kebutuhan Air Irigasi Kebutuhan air irigasi dihitung berdasarkan Pedoman Perencanaan Irigasi KP01 (Ditjen Pengairan,1985), dengan menggunakan data luas lahan irigasi, jadwal tanam, evapotranspirasi acuan, curah hujan efektif, jenis tanah, dan efisiensi saluran irigasi. Data luas irigasi yang digunakan dalam perhitungan merupakan data yang didapatkan dari setiap wilayah sungai di Indonesia, yang kemudian dibandingkan dengan data luas irigasi berdasarkan pada Keputusan Menteri Pekerjaan Umum Tahun 2007 mengenai status daerah irigasi. Hasil perhitungan kebutuhan air irigasi yang digunakan yaitu berupa nilai DR (diversion requirement) yaitu kebutuhan air di pintu pengambilan. Kebutuhan Air Irigasi Kebutuhan Aliran Pemeliharaan Sungai Sesuai dengan PP no. 38/2012 tentang Sungai, besarnya kebutuhan air untuk aliran pemeliharaan sungai adalah debit andalan Q95% dari data ketersediaan air yang ada. Dari nilai Q95% untuk 12 bulan yang ada, dipilih nilai yang terendah.

Bab 4 Kebutuhan Air (Water Demand) 41 4.5 Perhitungan Neraca Air Neraca air dapat dinyatakan dalam berbagai cara, antara lain adalah: 1. Indeks Penggunaan Air (IPA) 2. Indeks Ketersediaan Air per Kapita 3. Neraca Surplus dan Defisit Kebutuhan Air Rumah Tangga, Perkotaan, dan Industri Indeks Penggunaan Air atau IPA dihitung berdasarkan rumus: IPA = Qkebutuhan / Qketersediaan dengan: IPA = Indeks Penggunaan Air Qketersediaan = ketersediaan air Qkebutuhan = kebutuhan air. Tabel 4.3: Klasifikasi Nilai Indeks Penggunaan Air (IPA) Indeks Penggunaan Air (IPA) Klasifikasi Di Bawah 25 % Tidak kritis Antara 25 % dan 50 % Kritis Ringan Antara 50 % dan 100 % Kritis Sedang Di atas 100 % Kritis Berat Indeks Ketersediaan Air per Kapita Seberapa besar jumlah air yang tersedia pada suatu wilayah sungai dibandingkan dengan jumlah penduduk di dalam wilayah tersebut dinyatakan dengan indeks ketersediaan air per kapita. Indeks ini telah lazim digunakan di berbagai negara, antara lain oleh HR Wallingford (2003), Sullivan dkk. (2003), dan Mawardi (2008). Tabel 3 menerangkan kondisi berdasarkan nilai indeks ketersediaan per kapita. Perhitungan ketersediaan air per kapita, dengan membagi jumlah air yang tersedia, dengan jumlah penduduk di wilayah sungai. 1. Pengumpulan data penduduk kabupaten/kota Indonesia berdasarkan sensus penduduk 2020 (BPS, 2019). 2. Perhitungan jumlah penduduk untuk setiap wilayah sungai, menggunakan teknik overlay dengan sistem informasi geografis antara batas wilayah sungai dengan batas kabupaten/kota.

42 Pengembangan Sumber Daya Air 3. Membagi ketersediaan air permukaan dengan jumlah penduduk, untuk mendapatkan indeks ketersediaan air permukaan per-kapita. Tabel 4.4: Kondisi Kelangkaan Air Indeks Ketersediaan Air/Kapita (m3/thn/kapita) Kondisi Lebih besar dari 1.700 Tanpa tekanan (no stress) 1.000 – 1.700 Ada Tekanan (stress) 500 – 1.700 Ada kelangkaan (scarcity) Lebih kecil dari 500 Kelangkaan mutlak (absolute scarcity) Neraca Surplus dan Defisit Neraca surplus-defisit dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: Neraca : Qketersediaan – Qkebutuhan dengan, Neraca : neraca air Qketersediaan : ketersediaan air Qkebutuhan : kebutuhan air. Neraca surplus defisit dinamakan “surplus” jika hasil persamaan positif dan “defisit” apabila hasil persamaan adalah negatif Sebagai penutup dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1. Jumlah ketersediaan air permukaan di Indonesia adalah 3.906 milyar m3, dengan tinggi aliran tertinggi di Papua dan Kalimantan; sedang di Jawa, Sumatera, Sulawesi dan Maluku; dan terendah di Bali dan Nusa Tenggara. 2. Semua wilayah sungai di Indonesia masih dalam kondisi “surplus”, artinya jumlah air tersedia masih lebih besar dari kebutuhan air. 3. Menurut Indeks Penggunaan Air (IPA), seluruh kepulauan di Indonesia “tidak kritis” kecuali Jawa yang “kritis ringan”. Hal yang sama, dari jumlah ketersediaan air per-tahun per-kapita, seluruh kepulauan di Indonesia dalam kondisi baik, yaitu “tanpa tekanan”, hanya Jawa dalam kondisi “ada tekanan”.

Bab 5 Kajian Rekayasa Hidrologi Ketersediaan Air Daerah Pengaliran Sungai (DPS) 5.1 Pendahuluan Saat ini, Kebutuhan akan sumber daya air cenderung terus mengalami peningkatan seiring dengan pertumbuhan penduduk dan perkembangan pembangunan industri. Hal ini terjadi disebabkan adanya ketidakseimbangan antara permintaan sektor pertanian dan permintaan air baku (Mizzanuddin Sitompul & Rizki Efrida, 2018). Ketersediaan air berupa sumber daya air terutama berasal dari air hujan (atmosfer), air tanah dan air permukaan. Hujan yang jatuh di permukaan Daerah Aliran Sungai (DAS) atau Daerah Pengaliran Sungai (DPS), tergantung proses iklim, sebagian menguap lagi, sebagian mengalir melalui dan di bawah permukaan di kanal, sungai atau sebagian meresap ke dalam tanah, sebagai pengisian kembali kandungan air tanah yang ada (Indra Kusuma Saria, Lily Montarcih Limantara, 2011).

44 Pengembangan Sumber Daya Air Daerah Aliran Sungai (DAS) merupakan salah satu komponen hidrologi yang berfungsi sebagai daerah yang menerima, menyimpan, dan mengalirkan air hujan melalui sungai ke danau atau ke laut. Daerah Aliran Sungai (DAS) merupakan kesatuan wilayah daratan dan sungai, termasuk anak-anak sungainya. DAS terdiri dari beberapa DAS parsial (Farni, 2018). Daerah Aliran Sungai atau disingkat dengan DAS adalah suatu wilayah yang dibatasi oleh batas alam, seperti punggung bukit–bukit atau gunung, maupun batas bebatuan, seperti jalan atau tanggul, di mana air hujan turun di daerah tersebut memberi kontribusi aliran ke titik kontrol (outlet) (Suripin, 2002). DAS sebagai suatu kesatuan wilayah/kawasan pengelolaan air yang terbentuk secara alami di mana air (dari curah hujan) terkumpul dan mengalir keluar dari kawasan tersebut ke sungai-sungai dan aliran-aliran yang bersangkutan (Sugiyanto, 2002). Sebagai bagian dari pengelolaan daerah tangkapan air yang terpadu dan berkelanjutan, agar ketersediaan air di daerah tangkapan air stabil sepanjang tahun (kuantitatif dan kualitatif), sudah saatnya kita mengelola daerah tangkapan air secara berkelanjutan dan berwawasan lingkungan. ramah, dengan mempertimbangkan kekhasan DAS (Anton Sudarwo, Isril Berd, 2009). Pengelolaan DAS perlu dilakukan secara terpadu dengan melakukan koordinasi, konsultasi dan komunikasi antar para pihak, oleh sebab itu data dan informasi tentang karakteristik DAS sangat diperlukan dalam penyusunan perencanaan pengelolaan DAS (Anton Sudarwo, Isril Berd, 2009) 5.2 Analisa Hidrologi 5.2.1 Curah Hujan Bulanan Rata - Rata Daerah Aliran Sungai Curah hujan adalah jumlah curah hujan yang jatuh pada suatu daerah selama periode waktu tertentu. Curah hujan diukur dalam jumlah harian, bulanan dan tahunan. Curah hujan merupakan faktor utama yang mengendalikan proses siklus air di suatu daerah tangkapan air. Desain ekologi, geografi, dan penggunaan lahan di suatu wilayah sangat dipengaruhi berfungsinya siklus air,

Bab 5 Kajian Rekayasa Hidrologi Ketersediaan Air Daerah Pengaliran Sungai (DPS) 45 dan oleh karena itu curah hujan merupakan hambatan sekaligus peluang dalam pengelolaan sumber daya tanah dan air. Oleh karena itu, rencana pengelolaan tangkapan air perlu memahami bagaimana menganalisis dan menentukan karakteristik curah hujan, bagaimana mengukur dan menghitung jumlah curah hujan, dan bagaimana menyajikan data curah hujan (Asdak, 2004). 5.2.2 Melengkapi Data Hujan yang Hilang Data yang ideal adalah data yang untuk dan sesuai dengan yang dibutuhkan. Namun, dalam praktiknya, orang sering menemukan catatan yang tidak lengkap. Berbagai hal dapat menyebabkan hal tersebut, antara lain kerusakan peralatan, kelalaian agen, penggantian alat, bencana (kehancuran), dan sebagainya. Situasi ini mengakibatkan beberapa bagian data selalu kosong. Ketika memperkirakan jumlah data yang hilang, konfigurasi distribusi hujan pada stasiun yang terkena dampak dan stasiun sekitarnya harus diperhitungkan. Hilangnya data curah hujan dapat diperkirakan jika ada stasiun curah hujan lengkap di sekitarnya atau stasiun pengukuran dengan data yang hilang dan curah hujan tahunan rata-rata diketahui. Metode berikut dapat digunakan untuk menemukan data hujan yang hilang. Metode Aritmatik Metode ini dapat dilakukan jika perbedaan antara data hujan tahunan normal pada stasiun terdekat untuk jangka waktu tahunan rata-rata maksimum 10% dari hujan tahunan normal pada stasiun x. Persamaannya sebagai berikut: " = 1 & ( )*+ Keterangan: = Hujan yang diperkirakan pada stasiun X = Hujan pada stasiun 1, 2, sampai N = Jumlah stasiun di sekitar stasiun X Metode Rasio Normal Metode ini digunakan bila hujan tahunan normal pada masing-masing stasiun pembanding lebih besar dari 10% terhadap stasiun yang kehilangan data.

46 Pengembangan Sumber Daya Air " = 1 & ( )*+ Keterangan: =Data hilang yang akan diperkirakan =Data hujan stasiun pembanding =Jumlah stasiun pembanding =Hujan tahunan normal Metode Kuadrat Jarak Metode ini dianggap lebih baik di mana memanfaatkan jarak antar stasiun sebagai faktor koreksi (weighting factor). Persamaan yang diberikan adalah: = ∑ 1 1 ( )*+ ∑ 1 1 ( )*+ Keterangan: =Data hilang yang akan diperkirakan = Data hujan stasiun pembanding =Jarak masing-masing stasiun terhadap stasiun yang ditinjau 5.2.3 Mencari Curah Hujan Rata-Rata Wilayah Curah hujan rata-rata untuk suatu DAS atau DAS merupakan informasi yang dibutuhkan oleh para ahli hidrologi. Untuk dapat menunjukkan besarnya curah hujan di suatu daerah, diperlukan alat pengukur hujan yang cukup. Semakin banyak alat pengukur dipasang di lapangan, semakin Anda dapat mengharapkan untuk mengetahui curah hujan rata-rata. Akurasi curah hujan dapat meningkat dengan jumlah meter yang dipasang. Beberapa Metode untuk menghitung curah hujan rata-rata: Metode Rerata Aljabar Metode ini merupakan metode yang paling sederhana, yang hanya terdiri dari membagi rata-rata pembacaan semua stasiun curah hujan dengan jumlah stasiun di daerah tersebut. Karena kesederhanaannya, metode ini hanya direkomendasikan untuk permukaan yang relatif datar dengan sifat hujan yang

Bab 5 Kajian Rekayasa Hidrologi Ketersediaan Air Daerah Pengaliran Sungai (DPS) 47 relatif homogen dan tidak terlalu kasar. Metode ini lebih objektif daripada metode Isohyet (Soemarto, 1999). Gambar 5.1: Ilustrasi DAS Metode Rerata Aljabar (Soemarto, 1999) " = 1 & ( )*+ =1 + 2 + 3 … … . + Keterangan: = Tinggi curah hujan rata-rata 1, 2, 3, = Tinggi curah hujan pada stasiun 1, 2, 3, …, n = Jumlah stasiun pembanding Metode Polygon Thiessen Metode ini tidak hanya memperhitungkan jumlah hujan dan jumlah stasiun, tetapi juga memperkirakan luas yang diwakili oleh setiap stasiun, yang digunakan sebagai faktor dalam menghitung curah hujan rata-rata untuk daerah tersebut. Metode ini mengasumsikan bahwa curah hujan yang terjadi di suatu daerah DAS akan sama dengan curah hujan yang tercatat di stasiun berikutnya (yang mewakili luas DAS). Metode ini tidak cocok untuk daerah pegunungan, tetapi lebih akurat daripada metode aljabar. Poligon dibuat dengan menghubungkan garis diagonal terpendek dari stasiun hujan yang ada dengan stasiun hujan sebagai pusatnya

48 Pengembangan Sumber Daya Air Gambar 5.2: Ilustrasi DAS Metode Polygon Thiessen (Soemarto, 1999) Metode Garis Isohyet Ini adalah metode yang paling akurat untuk menentukan curah hujan rata-rata regional, tetapi membutuhkan jaringan stasiun pengukuran yang relatif besar di mana isohyet dapat dihasilkan. Perhatikan juga pengaruh perbukitan atau pegunungan terhadap distribusi hujan (hujan orografis). Metode ini mengasumsikan bahwa curah hujan di daerah antara dua isohyet adalah seragam dan sama dengan nilai rata-rata dari kedua isohyet. Lebih jelasnya tentang metode ini dapat ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Dengan metode isohyet, kontur dengan jumlah curah hujan yang sama (isohyet) dapat digambar. Kemudian luas penampang antara isohyet yang berdekatan dan mean diukur sebagai mean dari bobot kontur dan kemudian dikalikan dengan masing-masing luas. Hasilnya ditambahkan ke total area di mana curah hujan yang diinginkan tercapai, seperti yang ditunjukkan pada persamaan di bawah ini. Gambar 5.3: Ilustrasi DAS Metode Isohyet (Soemarto, 1999)

Bab 5 Kajian Rekayasa Hidrologi Ketersediaan Air Daerah Pengaliran Sungai (DPS) 49 Keterangan: = Curah hujan rata-rata 1, 2, …, = Curah hujan di garis isohyet 1, 2, …, = Luas bagian yang dibatasi oleh isohyet-isohyet 5.2.4 Curah Hujan Rancangan Curah hujan rencana adalah curah hujan terberat yang dapat terjadi pada suatu daerah dengan potensi tertentu. Metode analisis desain pemilihan sangat bergantung pada parameter statistik dari data teknis yang relevan atau dipilih setelah pertimbangan. Untuk menentukan metode yang sesuai, terlebih dahulu perlu dihitung amplitudo parameter statistik, yaitu koefisien kemiringan (skewness) atau Cs, dan koefisien puncak (kurtosis) atau Ck (Harto, 1993). Persamaan yang digunakan adalah: = ∑( − ̅)> ( − 1)( − 2)> =1 ∑( − ̅)A ( − 1)( − 2)A Hasil perhitungan Cs dan Ck disesuaikan dengan syarat pemilihan metode frekuensi seperti tabel 5.1: Tabel 5.1: Pemilihan Metode Frekuensi (Harto, 1993) Jenis Metode Ck Cs Gumbel Normal Log Person Tipe III < 5,4002 3,0 bebas 1,1396 0 bebas Curah hujan rancangan biasanya menggunakan metode Log Person Type III karena metode ini dapat digunakan untuk semua distribusi data tanpa harus memenuhi koefisien kemiringan (skewness) dan koefisien kepuncakan (kurtosis) (Ramadani, 2012).

50 Pengembangan Sumber Daya Air 5.2.5 Intensitas Curah Hujan Seandainya data curah hujan yang ada hanya curah hujan harian, maka menurut Dr. Mononobe intensitas curah hujan dapat dituliskan sebagai berikut (Suyono Sosrodarsono & Kensaku Takeda, 2003): =24 24 E 24 G H Di mana: I = Intensitas curah hujan (mm/jam) R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm) T = lamanya curah hujan (jam) m = konstanta = 23 5.3 Ketersediaan Air Ketersediaan air berkaitan dengan limpasan air permukaan dan limpasan air tanah. Air tanah terbagi menjadi tiga, yaitu aliran air tanah dangkal, aliran tanah sedang, dan aliran dasar. Aliran ini akan mengisi sistem jaringan sungai. Hal ini terlihat pada saat musim kemarau ketika hujan tidak turun untuk beberapa saat, sungai terus mengalir terus menerus. Limpasan air permukaan berasal dari curah hujan harian, bulanan dan tahunan, sedangkan limpasan tanah rata-rata berasal dari faktor tata guna lahan di daerah tangkapan air, khususnya vegetasi. Beberapa udara yang tersimpan sebagai air tanah kembali ke tanah sebagai limpasan, yaitu H sebagai limpasan permukaan, limpasan menengah dan limpasan air tanah yang terkumpul di sungai (Indra Kusuma Saria, Lily Montarcih Limantara, 2011). Ketersediaan air yang merupakan fenomena alam sering kali sulit diatur dan diprediksi secara tepat. Memang, ketersediaan air mengandung unsur variabilitas spasial (spatial variability) dan temporal yang besar (temporal variability). Konsep siklus hidrologi adalah bahwa jumlah air pada suatu wilayah tertentu dari hamparan bumi dipengaruhi oleh aliran masuk dan aliran keluar yang terjadi.

Bab 5 Kajian Rekayasa Hidrologi Ketersediaan Air Daerah Pengaliran Sungai (DPS) 51 Besarnya aliran hidrologis ketersediaan air suatu daerah dapat dituliskan sebagai berikut: P = R + G+ E+ T −∆S (1) Di mana, P presipitasi (hujan), R limpasan permukaan, G air tanah, E evaporasi, T transpirasi dan perubahan simpanan ∆S. Persamaan ini dikenal sebagai persamaan hidrologi dasar. Untuk ketersediaan air di daerah tangkapan air, limpasan permukaan dan limpasan bawah tanah dihitung menggunakan metode mock. Berikut data yang dimasukkan: curah hujan bulanan, nilai ETo, nilai simpanan kelembaban tanah 200 mm untuk curah hujan > 200 mm dan nilai curah hujan untuk curah hujan < 200, koefisien infiltrasi, nilai K = 0,6. Setelah semua data dimasukkan, pertimbangkan dilanjutkan dengan ketersediaan udara, yang hasil perhitungannya adalah ketersediaan debit air di daerah tangkapan air. 5.3.1 Air Permukaan Air permukaan adalah aliran udara yang mengalir atau berhenti dari suatu sumber tertentu dalam suatu saluran atau saluran sungai yang ke semuanya merupakan bagian dari sistem sungai secara keseluruhan. Air permukaan meliputi sungai, sungai, mata air, danau, dan waduk. Jumlah air permukaan diperkirakan hanya 0,35 juta km3 atau hanya sekitar 1% dari air tawar dunia. Dari ketiga sumber udara tersebut di atas, sumber air permukaan berupa udara, kanal, danau, waduk dan sejenisnya paling banyak terdapat dalam bentuk sungai. Penggunaan air tanah sangat berguna untuk memenuhi kebutuhan air baku dan irigasi di daerah yang sulit mendapatkan air permukaan tetapi penggunaan air tanah membutuhkan biaya pemompaan yang sangat tinggi (Indra Kusuma Saria, Lily Montarcih Limantara, 2011). Air permukaan yang diperlukan untuk kehidupan dan produksi adalah air yang terkandung dalam siklus air (siklus hidrologi). Ketika sirkulasi tidak merata, timbul berbagai kesulitan, termasuk sirkulasi yang tidak mencukupi, maka kekurangan air ini harus ditambah agar dapat memanfaatkan air (Suyono Sosrodarsono & Kensaku Takeda, 2003). Untuk analisis ketersediaan air permukaan yang akan dijadikan acuan, dasar dari register yang ada adalah. Peran terpenting dalam mempelajari ketersediaan air permukaan adalah pengumpulan data sungai. Pencatatan harus berlangsung selama periode waktu yang dapat digunakan untuk melaksanakan proyek

52 Pengembangan Sumber Daya Air penyediaan air. Jika air akan diambil dari sungai yang utuh, perlu untuk mengumpulkan data yang cukup panjang pada periode air rendah kritis sehingga jumlah air diketahui. 5.3.2 Debit Sungai dan Debit Intake Untuk keperluan perusahaan pemakai air, pengamatan tinggi muka air sungai dilakukan di tempat-tempat yang sedang dibangun struktur hidrolik seperti bendungan dan pekerjaan pemasukan air dan lain-lain (Suyono Sosrodarsono & Kensaku Takeda, 2003). Untuk menentukan ketersediaan air di sungai, diperlukan data yang panjang dan dapat diandalkan sehingga informasi tentang variasi limpasan tergantung pada waktu terjadinya air rendah dan tinggi dapat dicatat dan peristiwa ini dapat dipetakan. Jika datanya cukup panjang, analisis statistik dapat digunakan untuk memperoleh gambaran kuantitatif umum jumlah udara. Untuk sungai dengan data pengukuran, ketersediaan air dapat ditentukan melalui probabilitas terjadinya atau dihitung dengan menggunakan metode statistik. Kemungkinan atau terjadinya sejumlah penolakan, atau seperti yang diungkapkan dalam literatur oleh penolakan yang andal (Indra Kusuma Saria, Lily Montarcih Limantara, 2011). Debit andalan adalah debit yang tersedia sepanjang tahun dengan besarnya risiko kegagalan tertentu. Menurut pengamatan dan pengalaman. Terdapat empat metode untuk analisa debit andalan antara lain: 1. Metode debit rata-rata minimum, karakteristik Metode Debit Ratarata minimum antara lain dalam satu tahun hanya diambil satu data (data debit rata-rata harian dalam satu tahun), metode ini sesuai untuk daerah aliran sungai dengan fluktuasi debit maksimum dan debit minimum tidak terlalu besar dari tahun ke tahun serta kebutuhan relatif konstan sepanjang tahun. 2. Metode flow characteristic, berhubungan dengan basis tahun normal, tahun kering dan tahun basah. Yang dimaksud debit berbasis tahun normal adalah jika debit rata-rata tahunannya kurang lebih sama dengan debit rata-rata keseluruhan tahun. Untuk debit berbasis tahun kering adalah jika debit rata-rata tahunannya lebih kecil dari debit rata-rata keseluruhan tahun.

Bab 5 Kajian Rekayasa Hidrologi Ketersediaan Air Daerah Pengaliran Sungai (DPS) 53 Sedangkan untuk debit berbasis tahun basah adalah jika debit ratarata tahunannya lebih kecil dari debit rata-rata keseluruhan tahun. Metode ini cocok untuk DAS dengan fluktuasi debit maksimum dan debit minimum relatif besar dari tahun ke tahun, kebutuhan relatif tidak konstan sepanjang tahun, dan data yang tersedia cukup panjang. Keandalan berdasarkan kondisi debit dibagi menjadi 4, antara lain: a. Debit air musim kemarau, yaitu debit yang dilampaui 355 hari dalam 1 tahun, keandalan: 97,3% b. Debit air rendah, yaitu debit yang dilampaui 275 hari dalam 1 tahun, keandalan: 75,3% c. Debit air normal, yaitu debit melebihi 185 hari dalam 1 tahun, keandalan: 50,7% d. Debit air yang cukup, yaitu debit melebihi 95 hari dalam 1 tahun, keandalan: 26,0% 3. Metode Tahun Dasar Perencanaan, analisis debit andalan menggunakan metode ini biasanya digunakan dalam perencanaan atau pengelolaan irigasi. Umumnya di bidang irigasi digunakan debit dengan keandalan 80%, sehingga rumus untuk menentukan tahun dasar perencanaan adalah sebagai berikut: IJ = 5 + 1 Dengan: n = kala ulang pengamatan yang diinginkan R80 = debit yang terjadi < R80 adalah 20% 4. Metode Bulan Dasar Perencanaan, Analisis debit andalan dengan metode ini hampir sama dengan metode karakteristik aliran, yaitu dianalisis selama beberapa bulan. Metode ini paling sering digunakan karena menghitung keandalan aliran dari bulan Januari sampai Desember, yang lebih menggambarkan kondisi musim kemarau dan musim hujan. Bendung biasanya hanya digunakan di tempat-tempat dengan debit kecil, karena pembangunan bendung besar untuk pengukuran aliran membutuhkan biaya yang cukup besar. Jika tinggi muka air pada bendung diketahui, debit dapat dihitung. Jadi ketinggian air di

54 Pengembangan Sumber Daya Air bendung harus dicatat (Suyono Sosrodarsono & Kensaku Takeda, 2003). Untuk menghitung besarnya debit intake yang datanya bersifat hipotetic menggunakan nilai modus. Angka modus lebih bermanfaat sebagai angka prakiraan besarnya nilai tengah dan sebagai indikasi pusat penyebaran data (Asdak, 2004). 5.3.3 Mata Air Menurut undang-undang No. 11 tahun 1974 pasal 1 ayat 3, mata air adalah tempat atau wadah-wadah air, baik yang terdapat di atas, maupun di bawah permukaan tanah. Sedangkan menurut Undang No. 7 Tahun 2004 pasal 35 ayat 2 yang dimaksud dengan sumber air permukaan lainnya, antara lain, situ, embung, ranu, waduk, telaga, dan mata air (spring water). 5.4 Daerah Aliran Sungai Daerah Aliran Sungai (DAS) juga sering disebut sebagai daerah aliran sungai yang di hulu dibatasi oleh pegunungan atau perbukitan, di mana air hujan yang jatuh melalui daerah aliran sungai bersama dengan air tanah akhirnya mengalir ke sungai utama (Bambang Triatmodjo, 2008). Pasal 1 Undang-Undang Nomor 7 Tahun 2004 menyatakan bahwa Daerah Aliran Sungai adalah suatu wilayah daratan yang merupakan bagian dari sungai dan anak-anak sungainya yang berfungsi untuk menerima, menyimpan, dan mengalihkan air hujan ke arah danau atau laut pada batas tersebut. Tentu saja pembagian topografi dan batas antara laut dan air masih dipengaruhi oleh aktivitas darat. Model Hidrologi Untuk Analisa Ketersediaan Air Salah satu alasan utama perubahan penggunaan lahan adalah pertumbuhan penduduk yang cepat. Pertumbuhan penduduk yang tidak seimbang dengan ketersediaan lahan menyebabkan berkembangnya kawasan baru untuk pertanian, perumahan, industri, jalan, dll. Seiring dengan perubahan penggunaan lahan, keadaan tutupan lahan berubah di setiap kelas penggunaan lahan. Penggunaan teknologi yang paling luas saat ini yang berpotensi mendeteksi perubahan penggunaan lahan secara cepat dan akurat adalah teknologi

Bab 5 Kajian Rekayasa Hidrologi Ketersediaan Air Daerah Pengaliran Sungai (DPS) 55 pengindraan jauh yang terintegrasi dengan teknologi GIS (Geographic Information System). Citra satelit Landsat merupakan produk penginderaan jauh dari Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional (NASA) yang mudah divisualisasikan dan diambil serta dapat digunakan untuk menganalisis perubahan penggunaan lahan di suatu daerah aliran sungai (Fian Syauqi, Sigit Sutikno, 2016). Dalam pendekatan hidrologi, Daerah Aliran Sungai (DAS) adalah suatu daerah yang dibatasi oleh punggung pegunungan di mana air hujan yang jatuh pada daerah tersebut mengalir ke sungai utama pada suatu titik/stasiun yang ditinjau. Untuk menyusun strategi pengelolaan DAS secara global dengan memperhatikan parameter-parameter suatu DAS, maka diperlukan model hidrologi yang dapat merepresentasikan siklus air pada suatu DAS (Bambang Triatmodjo, 2008). Pemodelan hidrologi dapat dilakukan dengan beberapa cara dan metode yang cukup akurat adalah dengan menggunakan sistem informasi geografis (SIG). Ada beberapa jenis perangkat lunak SIG yang dapat digunakan untuk menghitung dan menilai kondisi hidrologi dan perubahan penggunaan lahan di suatu daerah. Salah satu software tersebut adalah Soil and Water Assessment Tools (SWAT) . Upaya Penyediaan Sumber Air Beberapa cara untuk menyediakan sumber daya air adalah sebagai berikut: 1. Saluran irigasi hemat air Meningkatnya permintaan air di daerah industri padat serta di daerah pertanian tidak merata di Indonesia, meskipun ketersediaan air juga tidak merata sepanjang siklus. Kemudian untuk menyeimbangkan neraca air, maka perlu dikembangkan berbagai teknologi yang hemat konsumsi air. Beberapa penerapan saluran irigasi hemat air: a. Pipa distribusi air yang efisien untuk mengurangi tingkat kebocoran dan kehilangan air berkurang. b. Sistem irigasi yang efisien untuk sawah, mengingat sawah saat ini konsumen air yang besar. c. Sistem irigasi konvensional sawah yang membuang air perlu diperbaiki dan perlu ditingkatkan mengembangkan teknik irigasi dengan sistem saluran atau pipa yang menghemat air.

56 Pengembangan Sumber Daya Air Selain itu, berbagai teknologi konstruksi irigasi telah diterapkan yaitu bending, Katup dan kanal yang sesuai dengan kondisi sungai di Indonesia yang Pencemaran oleh sedimen. 2. Embung Di Indonesia yang relatif kering, digunakan teknologi konvensional yang Penggunaan waduk kecil atau reservoir telah dikembangkan dan ditingkatkan lebih lanjut. Pertemuan (waduk small) merupakan bangunan penampungan air dengan teknologi sederhana dan berukuran kecil. Bangunan ini berguna untuk menutupi kebutuhan air saat musim kemarau manusia, ternak, dan ladang. Embung juga memiliki keunggulan untuk perlindungan lahan dan Pasokan air. Bangunan ini sangat cocok untuk dikembangkan di daerah dengan kondisi alam seperti di bawah ini: a. Curah hujan langka dan berumur pendek, sedangkan musim kemarau panjang (7-9 Bulan tahun) b. Topografinya terdiri dari perbukitan padat dan dangkal yang sangat sempit, sehingga sulit untuk ditemukan untuk pembangunan waduk besar. c. Secara geologis, batuan dasar umumnya permeabel terhadap air. 3. Teknologi bendungan air tanah Kebutuhan air di daerah dengan curah hujan rendah dan musim hujan yang pendek dan sifat batuan di permukaan yang tidak dapat menahan air diatasi dengan teknologi alternatif untuk pembangunan bendungan air tanah. Prinsip teknologi ini adalah memblokir air tanah hilir dengan teknologi Suntikan atau dinding diafragma, sehingga lembaran hulu dengan cara bendungan air bawah tanah. Wilayah pesisir relatif padat penduduknya dan berkembang pesat kelangkaan air tawar, oleh karena itu kebutuhan air untuk kehidupan dan industri telah dibangun cekungan muara yang harus mengandung air tawar. Karenanya lokasinya di ujung paling hilir sungai. Untuk mengembangkannya, tidak ada konflik kepentingan dalam penggunaan air Untuk mengalir. Selain menyediakan air bersih untuk kebutuhan vital penduduk pesisir dan Industri tangki jenis ini juga digunakan untuk

Bab 5 Kajian Rekayasa Hidrologi Ketersediaan Air Daerah Pengaliran Sungai (DPS) 57 meningkatkan kualitas air di tambak cenderung terlalu asin, terutama di musim kemarau. Beberapa pertanyaan penting yang membutuhkan Kami mengamati akumulasi pencemaran sungai yang terjadi dan menumpuk di tanah gembur.

58 Pengembangan Sumber Daya Air

Bab 6 Penerapan Pemodelan Hujan dan Aliran Permukaan Dengan Metode Rasional 6.1 Pendahuluan Curah hujan yang jatuh pada suatu daerah aliran sungai pasti akan selalu menghasilkan air limpasan permukaan dan besarnya bergantung pada besar intensitas hujan, karakteristik tanah, dan penggunaan lahan. Aliran permukaan (run off) adalah air yang melimpah dan mengalir di atas permukaan tanah. Aliran ini adalah aliran yang paling berperan sebagai penyebab banjir dan genangan air. Dalam pengertian lain, aliran permukaan adalah aliran air pada permukaan tanah sebelum sampai ke sungai atau saluran drainase dan juga aliran air pada sungai itu sendiri. Aliran air di permukaan atau pada tubuh sungai itu sendiri memiliki banyak kesamaan, namun juga berbeda untuk beberapa perilakunya. Untuk membedakan kedua jenis aliran ini, di dalam bahasa Inggris digunakan istilah stream flow atau runoff untuk aliran di dalam sungai dan overland flow atau surface runoff untuk aliran pada permukaan tanah (Arsyad, 2010).

60 Pengembangan Sumber Daya Air Proses terjadinya aliran permukaan (run off) yaitu saat ketika hujan jatuh pada permukaan tanah, sebagian air akan hilang akibat proses evapotranspirasi, sebagian lagi akan terinfiltrasi ke dalam tanah, dan sisanya berupa hujan efektif yang akan mengalir di permukaan tanah sebagai overland flow (Suyono, 2006). Lee (1988), membatasi bahwa aliran permukaan (runoff) yang terjadi karena intensitas hujan yang melebihi kapasitas infiltrasi tanah. Aliran air permukaan tersebut tidak akan pernah sama dan sangat bergantung pada karakteristik tanah tersebut. Limpasan permukaan dapat bernilai kecil, jika aliran permukaan mengalir pada permukaan tanah yang permeabel (dapat ditembus air) dan terjadi bila intensitas curah hujannya melampaui kapasitas infiltrasi tanah. Kebanyakan hujan kecil sampai sedang, limpasan permukaan hanya terjadi pada daerah-daerah yang kedap (impermeable) dan jenuh pada daerah alirannya, atau dari hujan yang jatuh pada tubuh air permukaan (stream flow). Oleh sebab itu, aliran limpasan permukaan akan berbahaya hanya jika terjadi hujan lebat atau dengan intensitas tinggi pada daerah aliran sungai (Linsley et al., 1983). Jenis penggunaan lahan juga sangat menentukan besarnya debit aliran limpasan permukaan yang dihasilkan pada daerah aliran sungai. Jika penggunaan lahan mempunyai fungsi konservasi dapat memperkecil besarnya aliran limpasan permukaan dengan memperlambat kecepatan alirannya sehingga memungkinkan terjadinya infiltrasi volume air limpasan yang lebih besar. Namun, jika penggunaan lahan sebagai fungsi konservasi terdegradasi dan beralih fungsi, maka besar kemungkinan debit aliran limpasan permukaan juga akan bertambah besar. Besarnya debit aliran limpasan permukaan dapat membawa dampak yang negatif antara lain dapat memicu terjadinya bencana alam berupa tanah longsor, banjir bandang, meluapnya sungai, dan gelombang abrasi. Oleh karena itu, penting untuk menghitung berapa besar debit aliran limpasan permukaan baik untuk antisipasi dan mitigasi bencana maupun untuk kepentingan rekayasa dan infrastruktur. Pada pokok bahasan ini akan dihitung besarnya debit aliran limpasan permukaan dengan menggunakan metode rasional.

Bab 6 Penerapan Pemodelan Hujan dan Aliran Permukaan dengan Metode Rasional61 6.2 Metode Rasional Metode rasional adalah rumus yang tertua dan yang terkenal di antara rumusrumus empiris lainnya. Metode rasional dapat digunakan untuk mengestimasi besar debit aliran limpasan permukaan, namun dengan luas daerah pengaliran yang cukup terbatas. Metode ini telah digunakan sejak pertengahan abad ke-19 dan merupakan metode yang paling sering digunakan untuk perencanaan dan studi banjir daerah perkotaan (Chow dkk., 1988; Grigg, 1996). Walaupun keakuratannya banyak diragukan, akan tetapi metode ini tetap banyak digunakan karena relatif sederhana. Metode ini umum digunakan untuk daerah pengaliran dengan luas yang relatif kecil dan untuk tujuan studi banjir area perkotaan dan pembangunan fasilitas air seperti saluran drainase (Grigg, 1996; Subarkah, 1980; Loebis, 1992). Metode ini juga menggunakan parameter-parameter untuk menghitung besar debit aliran limpasan permukaan, yaitu intensitas hujan, koefisien limpasan, dan luas daerah pengaliran. Kurva frekuensi intensitas-waktu (frekuensi i-t) digunakan untuk perhitungan debit aliran limpasan permukaan (runoff) dengan rumus metode rasional. Metode rasional digunakan untuk area perkotaan dengan luas daerah pengaliran <200 acres atau sekitar 81 Ha (Subarkah, 1980; Grigg, 1996). Menurut Ponce (1989) dalam Triatmodjo (2008), untuk daerah pengaliran dengan luas <250 Ha, metode rasional masih memberikan estimasi yang baik, sedangkan menurut Goldman (1986) dalam Suripin (2004), metode rasional juga masih layak dan reliabel untuk daerah pengaliran dengan luas <300 Ha dan. Menurut Departemen PU dengan SK SNI M-18-1989-F (1989), disebutkan bahwa metode rasional masih dapat digunakan dan cukup reliabel untuk luas daerah pengaliran (DAS) <5000 Ha. Dalam Asdak (2002), dinyatakan bahwa apabila luas daerah pengaliran >300 Ha, maka daerah pengaliran harus dipecah menjadi beberapa sub daerah pengaliran, selanjutnya rumus metode rasional digunakan pada masing-masing sub daerah pengaliran tersebut. Dalam Montarcih (2009) dijelaskan apabila luas daerah pengaliran >5000 Ha maka koefisien limpasan (C) dapat dihitung sesuai dengan jenis (landuse) dan luas setiap penggunaan lahan. Dalam Suripin (2004) juga dijelaskan bahwa penggunaan metode rasional untuk daerah pengaliran yang mempunyai beberapa sub daerah pengaliran, nilai koefisien limpasan dapat dihitung dengan menggunakan nilai C kumulatif dan intensitas

62 Pengembangan Sumber Daya Air hujan (I) dihitung menggunakan nilai waktu konsentrasi (Tc) yang paling lama. Adapun persamaan menghitung debit aliran limpasan permukaan metode rasional dirumuskan sebagai berikut: Q = 0,278 . C . I . A Di mana: Q = debit aliran limpasan permukaan (m3/detik) C = koefisien limpasan I = intensitas hujan (mm/jam) A = luas daerah pengaliran/aliran sungai (km2) Arti rumus ini bermakna jika terjadi curah hujan selama 1 jam dengan intensitas 1 mm/jam dalam daerah pengaliran dengan luasan 1 km2, maka mengalir debit aliran limpasan permukaan sebesar 0,2778 m3/detik selama 1 jam. Beberapa asumsi dasar yang harus dipenuhi sebelum metode rasional digunakan adalah (Wanielista, 1990): 1. Hujan yang berlangsung memiliki besar intensitas yang tetap untuk jangka waktu tertentu, minimal sama dengan nilai waktu konsentrasi. 2. Debit limpasan akan mencapai maksimum jika durasi hujan sama dengan nilai waktu konsentrasi. 3. Koefisien limpasan (runoff) dianggap tetap selama hujan berlangsung. 4. Luas daerah pengaliran tidak berubah selama hujan berlangsung. 6.2.1 Waktu Konsentrasi (Tc) Waktu konsentrasi (Tc) adalah waktu perjalanan yang dibutuhkan oleh air dari titik paling jauh (hulu daerah pengaliran) sampai titik observasi aliran air (outlet) atau saat antara awal hujan dan pada saat seluruh luasan daerah pengaliran ikut berkontribusi pada pengaliran sungai. Besarnya nilai Tc dapat dihitung dengan beberapa rumus, antara lain: 1. Rumus Kirpich Tc = ! ",$% .() *""" .+ , ",-$.

Bab 6 Penerapan Pemodelan Hujan dan Aliran Permukaan dengan Metode Rasional63 2. Rumus Bayern Tc = ( / W = 72 . ! 0 ( , ",1 km/jam 3. Rumus Bransby–Williams Tc = 0,243 . ! ( 23,4 .+3,), jam 4. Rumus Mc Dermot Tc = 0,760 . A0,38 jam Di mana: Tc : waktu konsentrasi (jam) H : beda tinggi antara titik yang ditinjau dengan titik terjauh dari alursungai (m). L : panjang alur sungai dari titik terjauh sampai titik yang ditinjau (km) W : kecepatan rambat banjir (km/jam) A : luas daerah pengaliran (km2) S : kemiringan sungai rata-rata (m/m) Waktu konsentrasi (Tc) juga dapat dihitung dengan memisahkannya menjadi 2 komponen yaitu: Tc = To + Td Di mana: To = waktu yang diperlukan oleh air limpasan (run off) untuk mengalir dari permukaan tanah ke outlet terdekat (overland flow time) Td = waktu aliran saat air jatuh pada titik awal masuk ke sungai sampai ke outlet dengan satuan jam (drain flow time) Nilai To dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut (Suripin, 2004): To = 6 7 - . 3.28 . . < √+ . * 1" > jam Di mana: L = panjang sungai di atas permukaan lahan (m) n = angka kekasaran Manning (Tabel 6.1) S = kemiringan rata-rata sungai (m/m)

64 Pengembangan Sumber Daya Air Angka kekasaran Manning atau permukaan lahan dituliskan pada Tabel 6.1 sebagai berikut: Tabel 6.1: Angka Kekasaran Manning (Triatmodjo, 2008) Penggunaan Lahan n Kedap air 0,02 Timbunan tanah 0,10 Tanaman pangan/tegalan dengan sedikit rumput pada tanah gundul yang kasar dan lunak 0,20 Padang rumput 0,40 Tanah gundul yang kasar dengan runtuhan dedaunan 0,60 Hutan dan sejumlah semak belukar 0,80 Td dapat ditentukan dari kondisi pada saluran, jika aliran di mana parameterparameter hidroliknya sulit ditentukan maka Td dapat diperkirakan dengan menggunakan kecepatan aliran, dengan persamaan (Suripin, 2004): Td = ( -1"" .? jam Di mana: L = panjang sungai (m) v = kecepatan aliran rata-rata (m/detik) Nilai v dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut (Highway Design Manual, 2001: 810): v = 4,918 . ".. Di mana: v = kecepatan aliran rata-rata (m/detik) S = kemiringan rata-rata sungai (m/m) 6.2.2 Intensitas Hujan Intensitas hujan adalah besar curah hujan (presipitasi) dalam selang waktu tertentu dengan satuan mm/jam. Nilai intensitas curah hujan selalu berbedabeda di setiap wilayah bergantung pada durasi hujan atau frekuensi terjadinya hujan. Untuk menghitung nilai intensitas hujan digunakan rumus empiris Mononobe sebagai berikut (Sosrodarsono dan Takeda, 2003): I = D)E 7F . ! 7F GH , I

Bab 6 Penerapan Pemodelan Hujan dan Aliran Permukaan dengan Metode Rasional65 Di mana: I = intensitas hujan (mm/jam) R24 = curah hujan maksimum 24 jam (mm) Tc = waktu konsentrasi (jam) m = konstanta = 7 - 6.2.3 Koefisien Limpasan Koefisien limpasan didefinisikan sebagai perbandingan kecepatan maksimum pada aliran limpasan permukaan dari daerah pengaliran. Koefisien ini dengan kata lain merupakan nilai perbandingan antara proporsi hujan yang membentuk aliran limpasan langsung dengan total curah hujan yang terjadi. Nilai koefisien limpasan (C) bergantung pada karakteristik daerah pengaliran, yaitu: 1. Keadaan hujan 2. Bentuk dan luas daerah pengaliran 3. Kemiringan daerah pengaliran dan kemiringan dasar sungai 4. Kapasitas perkolasi dan infiltrasi tanah 5. Kelembaban tanah 6. Angin, evaporasi, dan suhu udara 7. Penggunaan lahan Nilai koefisien limpasan ini merupakan salah satu indikator dalam menilai apakah suatu daerah pengaliran telah mengalami gangguan (fisik). Nilai C yang besar bermakna bahwa dominan air hujan menjadi air limpasan. Hal ini merugikan dari segi konservasi sumber daya air karena kurangnya air yang akan menjadi air tanah. Kerugian lainnya adalah jika proporsi air hujan menjadi air limpasan semakin besar, maka kemungkinan terjadinya banjir dan erosi juga semakin besar. Nilai C berkisar antara 0 sampai 1. Nilai 0 bermakna bahwa semua air hujan menjadi air intersepsi dan terinfiltrasi. Sedangkan nilai C = 1 bermakna bahwa semua air hujan melimpas menjadi limpasan permukaan. Fakta di lapangan, nilai koefisien air limpasan permukaan biasanya >0 dan <1 (Asdak, 2010). Koefisien limpasan seperti disajikan pada Tabel 6.2, didasarkan pada pertimbangan bahwa koefisien limpasan permukaan sangat tergantung pada

66 Pengembangan Sumber Daya Air faktor-faktor fisik. Harga koefisien limpasan (C) untuk berbagai kondisi disajikan sebagai berikut: Tabel 6.1: Koefisien Limpasan (C) Beberapa Penggunaan Lahan (Asdak, 2002) Penggunaan Lahan C Penggunaan Lahan C Perkantoran Daerah pusat kota Daerah sekitar kota Perumahan Rumah tinggal Rumah susun, terpisah Rumah susun, bersambung Pinggiran kota Daerah Industri Kurang padat industri Padat industri Taman, kuburan Tempat bermain Daerah stasiun KA Daerah tidak berkembang Jalan Raya Beraspal Berbeton Berbatu bata Trotoar Daerah beratap 0,70-0,95 0,50-0,70 0,30-0,50 0,40-0,60 0,60-0,75 0,25-0,40 0,50-0,80 0,60-0,90 0,10-0,25 0,20-0,35 0,20-0,40 0,10-0,30 0,70-0,95 0,80-0,95 0,70-0,85 0,75-0,85 0,75-0,95 Tanah Lapang Berpasir, datar, 2% Berpasir, agak rata, 2-7% Berpasir, miring, 7% Tanah berat, 2% Tanah berat, agak datar, 2- 7% Tanah berat, miring, 7% Tanah Pertanian (0-30%) Tanah Kosong Rata Kasar Ladang Garapan Tanah berat, tanpa vegetasi Tanah berat, dengan vegetasi Berpasir, tanpa vegetasi Berpasir, dengan vegetasi Padang Rumput Tanah berat Berpasir Hutan/bervegetasi Tanah Tidak Produktif (>30%) Rata, kedap air Kasar 0,05-0,10 0,10-0,15 0,15-0,20 0,13-0,17 0,18-0,22 0,25-0,35 0,03-0,60 0,20-0,50 0,30-0,60 0,20-0,50 0,20-0,25 0,10-0,25 0,15-0,45 0,05-0,25 0,05-0,25 0,70-0,90 0,50-0,70 Suripin (2004) menyatakan bahwa jika daerah pengaliran terdiri dari berbagai jenis penggunaan lahan (landuse) dengan nilai koefisien limpasan permukaan yang berbeda, maka C yang digunakan adalah koefisien limpasan gabungan dari semua jenis penggunaan lahan daerah pengaliran yang dihitung dengan persamaan sebagai berikut: CGAB = ∑ KL2L M L ∑ 2L M L Di mana: Ai = luas lahan dengan jenis penggunaan lahan ke-i

Bab 6 Penerapan Pemodelan Hujan dan Aliran Permukaan dengan Metode Rasional67 Ci = koefisien limpasan permukaan jenis penggunaan lahan ke-i n = jumlah jenis penggunaan lahan. 6.2.4 Metode Rasional Modifikasi Metode Rasional Modifikasi merupakan modifikasi dari metode rasional pada umumnya, di mana waktu konsentrasi (Tc) hujan yang berlangsung lebih lama. Metode modifikasi ini memperhitungkan adanya pengaruh tampungan dalam mengestimasi debit puncak aliran limpasan permukaan. Adapun persamaan Metode Rasional Modifikasi adalah sebagai berikut (Lewis et al.,1975): Q = 0,278 . Cs . C . I . A Di mana: Cs = koefisien tampungan Jika areal daerah pengaliran semakin luas, maka akan berpengaruh pada besarnya tampungan di sungai, sehingga mengakibatkan semakin besarnya debit limpasan yang dihasilkan. Oleh karena itu, faktor koefisien tampungan ini sangat penting dalam Metode Rasional Modifikasi ini. Koefisien tampungan dirumuskan sebagai berikut (Lewis et al., 1975): Cs = 2Tc2Tc+ Td Di mana: Tc = waktu konsentrasi (jam) Td = drain flow time (jam) Contoh Soal Sebuah daerah pengaliran A dengan luas total 1260,22 Ha, panjang sungai utama 8,5 Km, curah hujan maksimum 200 mm, dan kemiringan sungai utama 0,0045. Hitunglah debit limpasan permukaan yang dihasilkan menggunakan Metode Rasional. Peta penggunaan lahan dan masing-masing luasnya ditunjukkan pada Gambar 6.1 di bawah ini:

68 Pengembangan Sumber Daya Air Gambar 6.1: Penggunaan Lahan Pada Daerah Pengaliran A Jawaban: 1. Menghitung waktu konsentrasi (Tc) menggunakan rumus Kirpich. Tc = ! ",$% .() *""" .+ , ",-$. Tc = ! ",$% .$,.) *""" .","F., ",-$. Tc = 2,76 jam 2. Menghitung intensitas hujan (I) menggunakan rumus Mononobe I = N)E 7F . ! 7F OP , Q I = 7"" 7F . ! 7F 7,%1, ",1% I = 8,33 . 4,26 I = 35,48 mm/jam 3. Menghitung koefisien limpasan (C) daerah pengaliran A No Landuse A (km2 ) C Ci×Ai 1 Semak Belukar 7,212 0,350 2,524 2 Sawah 0,098 0,300 0,029 3 Pertanian Lahan Kering 0,213 0,400 0,085 4 Permukiman 0,501 0,800 0,401 5 Tanah Terbuka 2,952 0,600 1,771 6 Hutan 1,626 0,100 0,163 ∑ 12,602 4,974

Bab 6 Penerapan Pemodelan Hujan dan Aliran Permukaan dengan Metode Rasional69 CGAB = ∑ KL2L M L ∑ 2L M L CGAB = F,R%F *7,1"7 CGAB = 0,395 4. Menghitung debit aliran limpasan daerah pengaliran A Q = 0,278 . C . I . A Q = 0,278 . 0,395 . 35,48 . 12,602 = 49,098 m3 /jam

70 Pengembangan Sumber Daya Air

Bab 7 Sistem Perencanaan Waduk Dalam Rangka Pemanfaatan Potensi SDA Untuk Kebutuhan Air Baku, Energi Listrik, dan Irigasi 7.1 Pengertian Bendungan Bendungan adalah bangunan yang berfungsi sebagai peningi muka air dan penyimpanan di musim hujan waktu air sungai mengalir dalam jumlah besar yang melebihi kebutuhan baik untuk keperluan irigasi, air minum industri atau yang lainnya (Sani, 2008). Bendungan adalah bangunan air yang dibangun secara melintang sungai, sedemikian rupa agar permukaan air sungai di sekitarnya naik sampai ketinggian tertentu, sehingga air sungai tadi dapat dialirkan melalui pintu sadap ke saluran-saluran pembagi kemudian hingga ke lahan-lahan pertanian (Kartasapoetra, 1991).

72 Pengembangan Sumber Daya Air Fungsi dan manfaat bendungan (Sarono, dkk, 2007) di antaranya yaitu: 1. Irigasi Pada saat musim hujan, air hujan yang turun di daerah tangkapan air sebagian besar akan ditampung sehingga pada musim kemarau, air yang tertampung tersebut bisa dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, seperti untuk irigasi lahan pertanian. 2. Penyediaan Air Baku Waduk juga dimanfaatkan sebagai bahan baku air minum di mana daerah perkotaan sangat langka dengan air bersih. 3. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Sebagai PLTA, waduk dikelola untuk mendapatkan kapasitas listrik yang dibutuhkan. Pembangkit listrik tenaga air (PLTA) merupakan suatu sistem pembangkit listrik yang biasanya terintegrasi dalam bendungan dengan memanfaatkan energi mekanis aliran air untuk memutar turbin, diubah menjadi energi listrik melalui generator. 4. Pengendali Banjir Dengan adanya bendungan-bendungan di hulu sungai, maka kemungkinan terjadinya banjir bisa dikurangi dan pada musim kemarau, air yang ditampung bendungan bisa digunakan untuk keperluan perairan lainnya. 5. Perikanan Waduk juga dapat digunakan sebagai tempat budidaya ikan dengan menggunakan jaring apung atau keramba, dan itu bisa dijadikan sebagai mata pencaharian. 6. Pariwisata dan Olahraga Air Waduk dengan pemandangan indah dapat dijadikan sebagai tempat rekreasi, selain itu juga bisa dijadikan sebagai tempat olahraga air. Bendungan adalah setiap bangunan penahan air buatan, jenis urukan atau jenis lainnya yang menampung air atau dapat menampung air, termasuk fondasi, bukit/tebing tumpuan, serta bangunan pelengkap dan peralatannya, termasuk juga bendungan limbah galian, tetapi tidak termasuk bendung dan tanggul (Peraturan Menteri Nomor 72/PRT/19).

Bab 7 Sistem Perencanaan Waduk Dalam Rangka Pemanfaatan Potensi SDA 73 Bendungan adalah bangunan yang berupa urukan tanah, urukan batu, beton, dan atau pasangan batu yang dibangun selain untuk menahan dan menampung air, dapat pula dibangun untuk menahan dan menampung limbah tambang (tailing), atau menampung lumpur sehingga terbentuk waduk (Peraturan Pemerintah No. 37 Tahun 2010). Bendungan dalam pedoman SNI adalah bendungan dengan tinggi 15 m atau lebih diukur dari dasar lembah terdalam dengan tampungan sekurangkurangnya 100.000 m3, atau bendungan setinggi kurang dari 15 m yang volume air waduknya sekurang-kurangnya 500.000 m3, atau bendungan penahan air lainnya di luar ketentuan tersebut yang ditetapkan oleh Komisi Keamanan Bendungan. Kriteria bendungan dalam SNI tersebut didasarkan kepada potensi bahaya yang mungkin ditimbulkan oleh bendungan tersebut apabila terjadi kegagalan atau jebol (Standar Nasional Indonesia SNI1731.1989F Pasal 2). 7.2 Sejarah Pembangunan Bendungan Indonesia Akhir abad ke-19 Pemerintahan Hindia Belanda mulai mengembangkan pengairan di Indonesia dengan mulai membangun prasarana pengendalian banjir dan bendungan–bendungan untuk irigasi di antaranya yaitu Bendungan Rentang (1896) dan beberapa bendungan yang mewujudkan waduk penampungan air. Bendungan besar yang pertama dibangun di Indonesia adalah Bendungan Nglangon di Jawa Tengah (1910-1917), disusul Bendungan Prijetan di Jawa Tengah (1911-1917), Bendungan Tempuran di Jawa Tengah (1914-1916), serta Bendungan dan Pembangkit Listrik Tenaga Air Cileunca di Jawa Barat (1922). Sebelum itu hanya dibangun waduk-waduk kecil, embung, dan waduk lapangan. Pada masa itu tinggi dan tipe bendungan, kapasitas waduk, dan manfaatnya masih terbatas. Sejak tahun 1951, Indonesia mulai melanjutkan pembangunan-pembangunan bendungan besar terutama di Pulau Jawa, dengan kebanyakan merupakan bendungan urukan batu (rockfill dam) dan bendungan urukan tanah (earthfill dam). Bahkan sampai sekarang pun, masih banyak dibangun bendungan tipe

74 Pengembangan Sumber Daya Air urukan batu dan tipe urusan tanah di antaranya adalah karena alasan-alasan berikut: 1. Bendungan tipe urukan bersifat “fleksibel”, akan sesuai jika dibangun di daerah (zone) gempa seperti di Indonesia; 2. Bendungan jenis lain, misalnya bendungan beton (concrete dam) memerlukan fondasi dan bahkan abutment yang kuat, sehingga memerlukan lokasi tertentu yang memenuhi syarat untuk pembangunannya. Dari semua bendungan tipe urukan, kira-kira 85% di antaranya merupakan urukan tanah homogen, 15% sisanya merupakan urukan batu. Diantara bendungan-bendungan tua yang sudah beroperasi sampai sekitar tahun 1960, yang tertinggi adalah Bendungan Cacaban (1958) di Jawa Tengah dan Bendungan Drama (1962) di Jawa Barat. Keduanya memiliki tinggi yang kurang lebih sama, 37 m. Sampai dengan tahun 1960, Bendungan Cacaban merupakan waduk dengan kapasitas tampungan terbesar yaitu kira-kira 86 juta m3. Bendungan besar di Indonesia yang selesai dibangun sejak tahun 1916 sampai tahun 1962 adalah sebanyak 18 buah, dengan kapasitas total waduk kira-kira 345 juta m3. Sampai dengan tahun 2006, bendungan–bendungan tersebut telah berumur antara 40 sampai 90 tahun, cukup pantas untuk disebut sebagai bendungan tua karena sebagian besar telah melampaui usia layanannya. Pada umumnya sekitar 85% bendungan-bendungan tersebut mempunyai fungsi tunggal yaitu untuk memenuhi kebutuhan irigasi, 15% selebihnya dipergunakan juga untuk pembangkit tenaga listrik. Setelah itu, sejak selesainya pembangunan Bendungan Jatiluhur tahun 1967, bendungan dibangun dengan teknologi yang sesuai dengan perkembangan teknologi mutakhir di dunia. Prakiraan hidrologi serta penetapan volume waduk sudah berdasarkan data pengamatan yang lebih panjang. Perhitunganperhitungan juga lebih cermat menggunakan komputer, sehingga tingkat keamanan juga bisa dipilih dengan yang lebih efisien. Dengan kecermatan perhitungan pemanfaatan air, bendungan-bendungan pada kurun waktu setelah tahun 1960 tidak lagi hanya mempunyai fungsi tunggal, tetapi berfungsi ganda atau serbaguna. Demikian pula tipenya mulai lebih bervariasi, dari tipe urukan batu, urukan tanah, pasangan batu, beton, sampai bendungan bertipe campuran atau komposit. Tinggi dan kapasitas waduk yang

Bab 7 Sistem Perencanaan Waduk Dalam Rangka Pemanfaatan Potensi SDA 75 dibangun juga semakin besar hingga biaya pembangunannya menjadi besar pula. Berdasarkan data dari Balai Keamanan Bendungan Indonesia, hingga tahun 2006 pembangunan bendungan lebih dari 200 buah bendungan, 121 di antaranya dikategorikan bendungan besar yang mampu menyimpan air sebanyak setengah juta sampai 3 miliar meter kubik. Pada kurun waktu sejak Bendungan Jatiluhur mulai beroperasi tahun 1967, hingga tahun 2006 Indonesia telah membangun 102 buah bendungan besar, 5 buah di antaranya dengan tinggi lebih dari 100 m, yaitu 1. Jatiluhur dengan ketinggian 105 m beroperasi sejak tahun 1967, menggunakan tipe urukan batu dengan inti kedap air dari tanah liat; 2. Bendungan Cirata 125 m (1988) dan Wadas Lintang 125 m (1987), memulai babak baru dengan menggunakan teknologi Concrete Faced Rockfill Dam (CFRD), yakni bendungan tipe urukan batu dengan bagian kedap air merupakan lapisan beton yang dipasang di lereng hulu bendungan; 3. Bendungan Wadas Lintang menggunakan cara pemadatan inti tanah liat dalam keadaan basah yakni kadar air yang terkandung pada material timbunan harus menggunakan kadar air optimum (wet clay core). Sampai dengan tahun 2006 Bendungan Wadas Lintang masih merupakan bendungan tipe urugan batu dengan inti basah (wet clay core) yang paling tinggi di dunia; 4. Bendungan beton dengan teknologi Rolled Compacted Concrete (RCC), sudah dibangun di Indonesia yaitu bendungan yang dibangun oleh PT INCO di Sulawesi Selatan dengan ketinggian 105 m untuk memenuhi kebutuhan listrik keperluan tambang timah mereka; 5. Teknologi beton lainnya diaplikasikan di Ponre-Ponre juga di Sulawesi Selatan. Bendungan Ponre-Ponre setinggi 53 m dibangun untuk keperluan irigasi dengan teknologi Concrete Fared Rockfill Dam (CFRD) sebagaimana halnya Bendungan Cirata.

76 Pengembangan Sumber Daya Air 7.3 Jenis-Jenis Bendungan Bendungan dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis atau tipe (Sani, 2008) di antaranya yaitu: 1. Jenis bendungan berdasarkan ukuran ada 2 jenis bendungan di antaranya yaitu: a. Bendungan besar (Large Dams), yaitu bendungan yang tingginya lebih dari 10 m, diukur dari bagian bawah pondasi hingga puncak bendungan; b. Bendungan kecil (Small Dams), yaitu semua bendungan yang tidak bersyarat sebagai bendungan besar (Large Dams). 2. Jenis bendungan berdasarkan tujuan pembangunannya dibedakan menjadi 2 jenis yaitu: a. Bendungan dengan tujuan tunggal (Single Purpose Dams), yaitu bendungan yang tujuan pembangunannya untuk memenuhi satu tujuan saja misalnya PLTA; b. Bendungan serbaguna (Multi Purpose Dams), yaitu bendungan yang dibangun untuk memenuhi beberapa tujuan, seperti untuk irigasi, PLTA, pariwisata dan perikanan. 3. Jenis bendungan berdasarkan penggunaannya dibagi menjadi 3 jenis yaitu: a. Bendungan membentuk waduk (Storage Dams), yaitu bangunan yang dibangun untuk membentuk waduk untuk menyimpan air pada waktu kelebihan agar bisa digunakan pada waktu dibutuhkan; b. Bendungan penangkap atau pembelok air (Diversion Dams), yaitu bendungan yang dibangun agar permukaan air lebih tinggi, sehingga bisa mengalir masuk ke dalam saluran air atau terowongan air; c. Bendungan untuk memperlambat air (Distension Dams), yaitu bendungan yang dibangun untuk memperlambat air sehingga bisa mencegah terjadinya banjir.

Bab 7 Sistem Perencanaan Waduk Dalam Rangka Pemanfaatan Potensi SDA 77 4. Jenis bendungan berdasarkan jalan air dibagi menjadi beberapa jenis di antaranya yaitu: a. Bendungan untuk dilewati air (Overflow Dams), yaitu bendungan yang dibangun untuk dilewati air misalnya, pada bangunan pelimpas (Spillway); b. Bendungan untuk menahan air (Non Overflow Dams), yaitu bendungan yang sama sekali tidak boleh dilewati air. Biasanya dibangun berbatasan dan terbuat dari beton, pasangan batu atau pasangan bata. 5. Jenis bendungan berdasarkan konstruksinya dibedakan menjadi 4 jenis, di antaranya yaitu: a. Bendungan serba sama (Homogeneous Dams), yaitu bendungan yang lebih dari setengah volumenya terdiri dari bahan bangunan yang seragam; b. Bendungan urukan berlapis-lapis (Zoned Dams), yaitu bendungan yang terdiri dari beberapa lapisan yaitu lapisan kedapan air (Water Tight Layer), lapisan batu (Rock Zones), lapisan batu teratur (Rip-rap) dan lapisan pengering (Filter zones); c. Bendungan urukan batu dengan lapisan kedap air di muka (Impermeable Face Rockfill Dams), yaitu bendungan urukan batu berlapis-lapis yang lapisan kedap airnya diletakkan di sebelah hulu bendungan. Lapisan yang biasanya digunakan yaitu aspal dan beton bertulang; d. Bendungan beton (Concrete Dams), yaitu bendungan yang dibuat dari konstruksi beton baik dengan tulangan atau tidak. 6. Jenis bendungan berdasarkan fungsinya dibedakan menjadi 8 jenis yaitu: a. Bendungan pengelak pendahuluan (Primary Cofferdam, Dike); b. Bendungan pengelak (Cofferdam); c. Bendungan utama (Main Dams); d. Bendungan sisi (High Level Dams); e. Bendungan di tempat rendah (Saddle Dams);

78 Pengembangan Sumber Daya Air f. Tanggul (Dyke, Levee); g. Bendungan limbah industry (Industrial Waste Dams); h. Bendungan pertambangan (Mine Tailing Dam, Tailing Dams). 7.4 Tahapan Perencanaan Bendungan Dalam perencanaan desain bendungan yang aman, perencana harus memahami filosofi desain bendungan, memahami konsepsi dan kaidah-kaidah keamanan bendungan yang tertuang dalam berbagai Norma, Stándar, Pedoman dan Manual (NSPM) yang terkait dan belajar dari pengalaman kegagalan pembangunan bendungan-bendungan sebelumnya serta memahami berbagai titik-titik lemah bendungan-bendungan tersebut agar dapat mengambil pelajaran dalam melakukan upaya-upaya untuk mencegah terulangnya kejadian kegagalan bendungan yang direncanakan. Di samping itu, perencanaan bendungan harus dilaksanakan tahap demi tahap sesuai peraturan yang berlaku. Bagan tahap perencanaan bendungan dapat dilihat pada gambar 7.1 berikut ini: Gambar 7.1: Bagan Tahap Perencanaan Bendungan (Diklat Teknis Perencanaan Bendungan Tingkat Dasar) Untuk tahapan tentang pola pengelolaan sumber daya air dan rencana pengelolaan sumber daya air kita tidak bahas dalam bab ini. Sehingga kita langsung masuk pada tahapan berikutnya yaitu pra studi kelayakan.

Bab 7 Sistem Perencanaan Waduk Dalam Rangka Pemanfaatan Potensi SDA 79 Pra Studi Kelayakan Perencanaan Bendungan Dalam tahap pra studi kelayakan ini dilakukan apabila bendungan yang akan dibangun berisiko tinggi. Untuk pra studi kelayakan lebih difokuskan pada studi pada berbagai alternatif yang dapat dikembangkan berupa dukungan survei investigasi yang diperlukan serta penyaringan (pemilahan dan pemilihan) dari banyak alternatif menjadi tinggal beberapa alternatif saja. Studi Kelayakan Perencanaan Bendungan Hal-hal yang perlu ditinjau pada tahap studi kelayakan dilaksanakan yaitu ada 3 aspek antara lain sebagai berikut: 1. Tinjauan aspek teknik yang mencakup antara lain: a. Lokasi: ditinjau berdasarkan kondisi topografi, geologi fondasi dan volume tampungan; b. Tipe: ditinjau berdasarkan ketersediaan material, keahlian & pengalaman tenaga pelaksana, kemudahan pelaksanaan, dll; c. Tinggi: ditinjau berdasarkan volume tampungan, geologi fondasi, topografi, hidrologi, dll; d. Manfaat: ditinjau berdasarkan berbagai manfaat yang dapat dikembangkan berupa irigasi, PLTA, pengendali banjir, air baku, dll; e. Pola Operasi Waduk: ditinjau berdasarkan pola operasi harian, tahunan, pengendali banjir, pemenuhan air irigasi, air baku air minum, PLTA beban dasar / beban puncak, dll. 2. Tinjauan aspek ekonomi Sebelum bendungan ditetapkan untuk dibangun, terlebih dahulu harus dilakukan evaluasi berdasarkan tujuan pembangunan bendungan, analisis finansial dan ekonomi, perbandingan antara ada bendungan dengan tidak ada bendungan, dan biaya pembangunan bendungan. Analisis finansial dan ekonomi dilakukan untuk menilai alternatif pembangunan bendungan terhadap manfaat dan biaya berdasar harga finansial dan ekonomi (Shadow Price). Analisis finansial adalah memperhitungkan keuntungan pembangunan bendungan dari pandangan individu seperti: petani, perusahaan, koperasi, dll. Analisis ekonomi adalah memperhitungkan

80 Pengembangan Sumber Daya Air keuntungan pembangunan bendungan dari pandangan masyarakat umum dan pendapatan nasional secara keseluruhan. 3. Tinjauan aspek lingkungan Hal ini dilakukan untuk mengkaji dampak penting yang akan terjadi akibat interaksi antara komponen kegiatan yang direncanakan dengan komponen lingkungan hidup yang perlu dikelola dan dipantau agar dampak negatif dapat ditekan sekecil mungkin, dan dampak positif yang terjadi dapat lebih dikembangkan. Kondisi dan dampak lingkungan di lokasi bendungan selama dan sesudah pelaksanaan konstruksi harus mendapat perhatian. Demikian pula dampak yang akan terjadi pada lokasi sumber material tanah (borrow area) dan lokasi sumber material batu (quarry), jalan masuk dan jalan kerja, drainase dan kekeruhanan air sungai, gangguan terhadap kehidupan liar (wildlife) dan gangguan atau relokasi penduduk local. Pendapat masyarakat yang muncul saat proses pemilihan bangunan, perlu mendapat perhatian. Pada umumnya, perhatian masyarakat lebih tertuju pada dampak pembangunan bendungan terhadap lingkungan, tetapi kadang-kadang juga tertuju pada keamanan bendungan. Tinjauan lingkungan dilakukan melalui studi AMDAL. Hasil studi AMDAL harus dapat memberi masukan terhadap desain dan pelaksanaan kegiatan pembangunan bendungan. Perencanaan Teknis Bendungan Design atau perencanaan teknis bendungan yang dibahas kali ini yaitu bendungan urukan, bendungan yang dibangun dari material galian yang diurutkan dengan tanpa menggunakan material pengikat buatan. Material yang digunakan pada umumnya menggunakan material yang tersedia di sekitar lokasi bendungan. Pertimbangan utama dalam pemilihan tipe bendungan urukan adalah kondisi geologi, ketersediaan material dan perkiraan biaya.

Bab 7 Sistem Perencanaan Waduk Dalam Rangka Pemanfaatan Potensi SDA 81 7.5 Analisis Desain Bendungan 7.5.1 Beban Bendungan Beban yang bekerja pada badan bendungan urukan terdiri dari: 1. Berat sendiri tubuh bendungan Analisis keamanan bendungan yang dilakukan untuk kondisi akhir konstruksi, dihitung berdasarkan density material basah (wet density material). Pada keadaan muka air maksimum dan muka air waduk rendah perhitungan dilakukan berdasarkan density material basah dan density material jenuh untuk masing-masing bagian atas dan bagian bawah garis freatis. G = W . V di mana: G = Berat tubuh bendungan W = Berat basah / jenuh air V = Volume tubuh bendungan 2. Tekanan air (Hidrostatis) Tekanan hidrostatis diperhitungkan bekerja tegak lurus pada permukaan tubuh bendungan. p = w0 . h di mana: p = tekanan hidrostatis w0 = berat satuan air h = kedalaman air 3. Tekanan pori Tekanan air pori diperhitungkan bekerja tegak lurus bidang gelincir. Pada analisis stabilitas tubuh bendungan, tekanan pori setidaktidaknya ditinjau pada kondisi akhir konstruksi, muka air normal dan surut cepat. 4. Beban gempa Beban gempa diperhitungkan sebagai gaya yang bekerja horizontal, sebesar berat tubuh bendungannya dikalikan koefisien gempa.

82 Pengembangan Sumber Daya Air Gk = g . k di mana:Gk = gaya gempa g = berat tubuh bendungan k = koefisien gempa Beban gempa yang harus diperhitungkan dalam analisis stabilitas bendungan adalah: a. Gempa dasar operasi (Operating Basis Earthquake / OBE); b. Gempa desain maksimum (Maximum Design Earthquake / MDE) atau gempa Maximum Consider Earthquake / MCE bagi bendungan yang memiliki risiko yang sangat tinggi (sebelumnya disebut Maximum Credible Earthquake); c. Gempa imbas waduk (Reservoir Induce Earthquake / RIE), bagi bendungan yang direncanakan memiliki tinggi ≥ 100 m atau tampungan waduknya ≥ 500.000.000 m3 atau bagi bendungan yang terletak di daerah dengan tingkat gempa sedang dan tinggi, serta dekat dengan sesar akhir. Bagi bendungan yang memiliki tinggi lebih dari 15 m, penempatan gaya gempa perlu memperhitungkan adanya efek cambuk/pecut dengan menempatkan titik kerja gaya gempa pada berbagai ketinggian misal pada 1/3, 2/3 dan 1 kali tinggi bendungan. Tinjauan stabilitas dilakukan pada berbagai ketinggian bendungan tersebut. Pengaruh guncangan gempa pada bendungan urukan, antara lain adalah: 1. Dapat menyebabkan terjadinya kerusakan di dekat puncak bendungan sejajar dengan as bendungan dan retakan dapat berkembang pada arah as sungai sebagai akibat dari penurunan diferensial. Dalam keadaan terburuk, rembesan dapat berkembang melalui retakan ini menjadi erosi buluh, yang sering terjadi mengakibatkan keruntuhan bendungan; 2. Dapat menyebabkan penurunan puncak bendungan karena tekanan fondasi atau urukan yang berakibat terjadinya penurunan tinggi jagaan dan dalam keadaan terburuk dapat menyebabkan limpasan lewat puncak bendungan;

Bab 7 Sistem Perencanaan Waduk Dalam Rangka Pemanfaatan Potensi SDA 83 3. Dapat terjadi likuefaksi pada fondasi tanah pasiran yang jenuh air yang dapat mengakibatkan keruntuhan bendungan; 4. Gaya gempa dapat mengakibatkan terjadinya longsoran pada permukaan lereng bendungan atau sebagian bendungan terangkat (heave); 5. Gerakan sesar pada fondasi timbunan dapat menyebabkan terjadinya geseran yang mengakibatkan keruntuhan bendungan; 6. Guncangan di dasar waduk dapat menyebabkan terjadinya goyangan air yang apabila besar dengan volume yang besar pula dapat menjadi gelombang yang dapat mengakibatkan limpasan lewat puncak bendungan; 7. Longsoran pada tebing-tebing bukit di sekeliling waduk, apabila cukup besar dapat mengakibatkan limpasan lewat puncak bendungan; 8. Deformasi kerak bumi di sekeliling waduk yang terkait dengan gerakan sesar dapat mengakibatkan terangkatnya dasar waduk sehingga volume waduk berkurang dan kemungkinan mengakibatkan terjadinya luapan air di atas bendungan; 9. Retak-retak akibat pengaruh getaran yang berbeda-beda tingkatannya pada material pembentuk bendungan. 7.5.2 Analisis Statik Bendungan Analisis statik stabilitas bendungan dilakukan untuk mengetahui stabilitas bendungan pada berbagai kondisi dan kombinasi beban, dengan cara statik. Untuk mempermudah hitungan, pada analisis statik beban gempa diperhitungkan sebagai beban pseudo statik. Gambar 7.2: Gaya-Gaya yang Bekerja Pada Irisan Pada Kondisi Waduk Kosong dan Penuh

84 Pengembangan Sumber Daya Air Analisis stabilitas dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu: 1. Cara keseimbangan batas (limit equilibrium method), dengan bidang gelincir berbentuk: lingkaran (circular slip surface / sliding circle) dan bentuk baji (wedge); 2. Cara elemen hingga (Finite Element Method) 7.5.3 Analisis Dinamik Bendungan Ada dua macam analisis dinamik yang dilakukan yaitu: 1. Analisis likuefaksi Analisis likuefaksi dilakukan untuk mengetahui adanya potensi likuefaksi pada tubuh bendungan atau endapan fondasi, termasuk besarnya peningkatan tekanan pori bila tidak terjadi likuefaksi. Analisis dilakukan bila tanah fondasi atau material tubuh bendungan berupa tanah pasiran. Jenis tanah pasiran yang jenuh air dengan butirannya relatif seragam dan kepadatan relatif yang rendah, cenderung mengalami likuefaksi pada saat terjadi guncangan gempa, sehingga daya dukungnya menurun. 2. Analisis deformasi Ada dua macam analisis yang dilakukan yaitu: a. Analisis deformasi untuk memperkirakan besarnya penurunan yang terjadi akibat konsolidasi yang biasa disebut analisis penurunan; b. Analisis deformasi untuk memperkirakan besarnya penurunan atau alihan tetap akibat guncangan gempa. Perkiraan penurunan dapat dihitung dengan menggunakan perhitungan penurunan timbunan tanah total (St) yang terjadi akibat penurunan konsolidasi primer (Sp) ditambah dengan penurunan konsolidasi sekunder (Ss). St = Sp + Ss